麻省理工学院研发出替代ABS和PLA的纤维素

近日，麻省理工学院的一个研究项目成功地用纤维素替代常用于3D打印的普通塑料。据悉，研究工作的目的是提出一种可再生和可生物降解的替代品，用于常用的ABS和PLA打印材料。

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据了解，纤维素已被用于最常见的印刷介质纸。但到目前为止，将其用作3D打印材料的努力已经陷入困境。一个问题是3D打印需要加热打印材料以使其可流动，但纤维素在加热时往往会分解，部分原因是其氢键的破坏。此外，高浓度纤维素溶液中的纤维素分子之间的结合产生对3D挤出太粘的聚合物。

麻省理工学院的研究团队由博士后研究员Sebastian Pattinson领导。为了克服这些障碍，与醋酸纤维素一起使用，该成分易于制备和广泛使用，并可在室温下使用。根据麻省理工学院网站上的文章显示，醋酸纤维素溶解在丙酮中并通过喷嘴挤出。当丙酮蒸发时，醋酸纤维素固化就位。随后的可选工艺增加了打印部件的强度。

Pattinson在文章中解释说：“3D打印完成后，我们通过氢氧化钠处理恢复氢键网络。结果是打印部分具有比在传统塑料打印部件中发现的更大的强度和韧性”。

此外，各种方法也可以加速打印过程，例如在物体上吹热空气以加速丙酮的蒸发。

为了展示使用纤维素的打印工艺的“化学通用性”，Pattinson和他的团队向醋酸纤维素油墨添加了一种抗菌染料，并且3D打印了一套抗菌手术镊子。

Pattinson指出：“我们展示了当您使用荧光灯照亮时，这些部件会杀死细菌。他建议，这种类型的定制工具可用于手术工具难以获得的远程医疗，但其对手术室则是不理想的选择。”

“纤维素”是赋予木材力学性能最重要的组成部分，而且由于价格便宜、可生物降解的特性，同时，也具有很强的化学功能。”Pattinson说。“纤维素及其衍生物已经用于制药、医疗器械、食品添加剂、建筑材料和服装。许多产品将受益于添加剂制造(3D打印)，从而实现定制化。”

据悉，该研究由国家科学基金会资助。